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E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS APLICADA À ENGENHARIA INDUSTRIAL QUÍMICA Capítulo 2 E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Prof. Dr. Fernando Vernilli “Classificação dos Materiais” Capítulo 2 E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS • A classificação tradicional dos materiais é geralmente baseada na estrutura atômica e química destes. �Metais �Cerâmicas Classificação tradicional E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a �Polímeros �Compósitos (combinação de dois ou mais) �Semicondutores (características elétricas peculiares) �Biomateriais (Mat. Biocompatíveis) E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS • Metais Possuem elétrons não localizados (não ligados a qualquer átomo em particular, ou seja elétrons livres) • Propriedades: - Condutores de eletricidade e calor E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a - Condutores de eletricidade e calor - Não transparentes à luz visível - Têm aparência lustrosa quando polidos - Geralmente são resistentes e deformáveis - São muito utilizados para aplicações estruturais E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Metais E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Metais E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Diferentes materiais apresentam diferentes estruturas cristalinas. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS • Cerâmicos São compostos de elementos metálicos e não metálicos (freqüentemente óxidos, nitreto e carbeto – compostos por minerais argilosos, cimento e vidro) E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a • Propriedades: - Isolantes de eletricidade e calor - Resistentes à alta temperatura e ambientes abrasivos ( mais que metais e polímeros) - Duros, porém muito quebradiços E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Cerâmicos E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Cerâmicos E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS • Polímeros Materiais comuns de plástico e borracha. Muitos são compostos orgânicos que tem sua química baseada no carbono, hidrogênio e outros elementos não metálicos. Possuem estruturas moleculares muito grandes. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a • Propriedades: - Alta flexibilidade - Baixa densidade E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Polímeros E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Compósitos E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Semicondutores • Materiais semicondutores apresentam propriedades elétricas que são intermediárias entre metais e isolantes • Além disso, as características elétricas são extremamente sensíveis à presença de pequenas quantidades de impurezas, cuja concentração pode ser controlada em pequenas regiões do material • Os semicondutores tornaram possível o advento do circuito integrado que revolucionou as indústrias de eletrônica e computadores E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a • Ex: Si, Ge, GaAs, InSb, GaN, CdTe.. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Semicondutores CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS • Biomateriais • Biomateriais são empregados em componentes para implantes de partes em seres humanos E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a • Esses materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com o tecido humano (isto é, não deve causar rejeição). • Metais, cerâmicos, compósitos e polímeros podem ser usados como biomateriais. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Implante Dentário E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a MATERIAIS AVANÇADOS • São materiais utilizados em aplicações de tecnologia de ponta, ou seja, utilizados para fabricação de dispositivos ou componentes que operam usando princípios sofisticados • Exemplos: equipamentos eletrônicos (CD players, DVDs), computadores, sistemas de fibra óptica, foguetes e mísseis militares, lasers, displays de cristal E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a líquido, indústria aeroespacial, etc. • Estes materiais são geralmente materiais tradicionais cujas propriedades são otimizadas ou materiais novos de alto desempenho. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a MATERIAIS AVANÇADOS E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a NECESSIDADE DOS MATERIAIS MODERNOS Materiais que apresentem: � Alto desempenho � Baixo peso (aeronaves, trens, etc) e alta resistência � Resistência à altas temperaturas (motores) E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a � Resistência à altas temperaturas (motores) � Desenvolvimento de materiais que sejam menos danosos ao meio ambiente � e mais fáceis de serem reciclados ou regenerados (petróleo) E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Tubos de ZrO2 Engrenagens de Resina MATERIAIS MODERNOS (nano tecnologia) E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Engrenagens de Resina E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Próximo assunto: ... E s c o l a d e E n g e n h a r i a d eL o r e n a ... “Estrutura Atômica e Ligação Interatômica”
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